RAM
Chapter 3
Overview
In this chapter, you will learn how to
Identify the different types of RAM packaging
Explain the varieties of DRAM
Install RAM properly
Perform basic RAM troubleshooting
DRAM
Program Execution
Program code is copied from your harddisk into RAM before it is executed…
F04-02
DRAM
DRAM (Dynamic Random AccessMemory) is the most popular type ofelectronic memory
Special type ofsemiconductor thatstores individual 1’sand 0’s usingmicroscopic capacitorsand transistors
F04-03
Organizing DRAM
DRAM is considered as the standardRAM due to its low cost, high speed,and ability to store data in a relativelysmall package
The RAM stores programs and data in8-bit (1-byte) chunks of memory
DRAM chips are always referenced withrespect to their depth and width
1 Meg x 4
256 K x 1
Organizing DRAM
The depth and width are measured inunits of bits
They can only be differentiated usingthe information printed on the chipitself
The physical size and the internalorganization of the chip are not directlycorrelated
F04-04b
Byte Size RAM
F04-07
Multiple Rows of RAM
F04-09
Location of DRAM
The Northbridge knows the real location of theDRAM
F04-10
RAM Sticks
DIPP (Dual Inline PinPackages)
The firstgeneration DRAMchips used DIPPs
Two rows of pinsextending from eitherside of the package
Very delicate, makingthe installationprocess difficult
F04-11
30-pin SIPP (SingleInline Pin Package)
SIPP is a type of package where theRAM is soldered to a small board thatcan be inserted in to the motherboard
Made RAM installation and removal much simpler
Plugged directly into the motherboard through aspecial socket
Easy to install but are delicate
F04-12a
30-pin SIMM (SingleInline MemoryModules)
SIMMs are physically similar to SIPPs,but have no pins
Inserted into special SIMM sockets
Always 8 data bits (1 byte) wide
All nonparity 30-pin SIMMs have an even numberof chips
The type of motherboard would indicate whetherparity or nonparity chips are needed
F04-13a
Different Chip Layoutson a SIMM
F04-15
SIMM Chips and Parity
When purchasing SIMM chips the questionis whether you need parity or not
You could get a clue from the chipsalready in the PC – an even (nonparity) orodd (parity) number of chips
Some PCs let youturn parity off soyou could mixand match
F04-17
Speed
The system clockcontrols the CPU speed
The earlier types of RAMwere called Fast PageMode (FPM) RAM
Access speed (innanoseconds) refers tothe time taken by theFPM DRAM chip tosupply the chipset withthe requested data
Each motherboardrequired a certain speed
F04-18
Talking the Talk
Each SIMM is called a stick
Never say 30-pin SIMM or ask for parity ornonparity. Instead say “by 3” or “by 8” or “by9”. These are the most common widths
X8 is nonparity
X9 is parity
X3 is a x9 in a 3-chip package
Three common sizes are 256KB, 1 MB, 4MB – soask for a “4x8” or “1x3”
Never give speed in nanoseconds – say I’d likesome 50’s
“I’d like 16 sticks of 1x8 sixties, and four
sticks of 256x9 eighties.”
Banking
Combining the widths of DRAM to matchthe width of the external data bus iscalled banking
The number of SIMMs that make up abank depends on the chipset, which inturn depends on the CPU’s external databus size
Banking
The most important banking rule is thatall SIMMs in the same bank must beidentical
The connectors where the bank isinstalled are also collectively called abank
Banking
A bank without any SIMMs is called anunpopulated bank, and a bank filled withSIMMs is called a populated bank
A bank must be either completelypopulated or completely unpopulated
This formula can be used to determinethe number of sticks needed to make abank – One bank = Width of the CPU’sexternal data bus ÷ Width of theSIMM/DIMM
It takes four 30 pin slots in a 486 to makea bank
72-pin SIMMs
Modern CPUs have 64-bit external databuses and do not use the 30-pin SIMMs
72-pin SIMMs are an inch longer than 30-pinSIMMs, and have a notch in the middle
Each 72-pin SIMM is 32-bits wide
The term “X 32” describes nonparity SIMM and “X36” describes parity SIMM
fig3-44r
Four 72-pin SIMMSlots
F04-20
72-pin SIMMs
A label can be used for identifyingbetween a parity and nonparity 72-pinSIMM
Types of parity SIMMs
True (parity bit for every 8 bits)
TTL (emulates parity and costs less)
F04-21
SIMM Sizes and Talk
1x32 = 4MB, no parity
1x36 = 4MB, parity
2x32 = 8MB, no parity
2x36 = 8MB, parity
Thru 4, 8, 16 x 32(or 36)
All x32’s are nonparity – all x36’s areparity
The size is figured like this: 2x32 means2MB of 32-bits, or 8MB of 8-bits(size=8MB)
“I’d like 4 sticks of 4x32 fifties”
DIMM (Dual InlineMemory Module)
The 168-pin DIMM is the most popularDRAM package in use today
Extra pins to handle functions such as bufferingand ECC
144-pin SO-DIMMs (Small Outline) are used inlaptops
F04-23a
How many 30-pin SIMMs are needed to make abank on a 486?
A 486 has a 32-bit external data bus
30-pin SIMMs are 8 bits wide
We need four (32 ÷ 8) 30-pin SIMMS per bank
How many 168-pin DIMMs are need to make abank on a Pentium III?
A Pentium III has a 64-bit external data bus
168-bit DIMMS are 64 bits wide
We need one (64 ÷ 64) DIMM per bank
The Magic BankingFormula
One bank = width of the CPU’s external bus ÷width of the SIMM or DIMM
30-pin SIMMS
8 bits wide
72-pin SIMMS
32 bits wide
168-pin DIMMs
64 bits wide
Summary
CPUs, External Data Bus, and Address bus Sizes
CPU
External Data Bus Bits
Address Bus Bits
Intel 8086
16
20
Intel 8088
8
20
Intel 80286
16
24
Intel 80386DX
32
32
Intel 80386SX
16
24
AMD AM386DX
32
32
AMD AM386SX
32
24
Intel 80486DX
32
32
AMD AM486DX
32
32
Intel Pentium
64
32
AMD Athlon
64
32
AMD Duron
64
32
Intel Pentium Pro
64
32
Intel Pentium II
64
32
Intel Pentium III
64
32
Improvements in DRAMTechnology
EDO DRAM
EDO (Extended Data Out) is a type ofDRAM that provides the system quickeraccess to data
Looks exactly like the regular DRAM, so youshould label it
To take advantage of the EDO, the chipset mustbe designed to handle it
Now considered obsolete
F04-24a
SDRAM
SDRAM (Synchronous Dynamic RandomAccess RAM) are tied to the systemclocks
Faster than DRAMs
Only available on DIMMs
Use clock speed instead of access speed
SDRAM is always a DIMM, but a DIMM isn’talways SDRAM
PC100/133 Standards
The PC100 and 133 standards define theconstruction of a high-speed DRAM
Require the use of DIMMs or SO-DIMMs, and aunique chip called the serial presence detect (SPD)to be installed on every DIMM stick
The SPD provides the system with all the details ofDIMM
ECC
ECC (Error Correction Code) is a specialtype of RAM used by high-end systems
Major advance in error checking on DRAM
RAM sticks of any size can use the ECC DRAM, butit is most common as 168-pin DIMMs
A motherboard should be designed to use ECC, totake advantage of the ECC RAM
RDRAM
RDRAM (Rambus DRAM) is a new typeof RAM
Speeds of up to 800 MHz
Comes on sticks called RIMMs
184-pin for desktops and 160-pin SO-RIMM forlaptops
All slots must be populated - unused slots musthave a CRIMM (Continuity RIMM)
F04-26
DDR SDRAM (DoubleData Rate)
DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM)doubles the throughput of SDRAM
184-pin DIMM packages
Speed of 200 or 266 MH.
Used in lower-end systems
F04-29
Dual-Channel Architecture
Dual-channel architectures use twosticks of RAM together to increasethroughput
Double-sided SIMMs/DIMMs
Double-side sticks have chips on both sides
Installing RAM
Do You Need RAM?
Two symptoms point to needing moreRAM
General system sluggishness
Disk thrashing or excessive hard drive accessing
Mixing DRAM Packages
Modern motherboards have beendesigned with slots for more than onetype of DRAM
The motherboard jumper may have to bemoved to enable two different types ofDRAMs to work together
Most current motherboards have onlyDIMM slots
Speed
Mixing DRAM speeds can cause thesystem to lock up every few seconds,leading to data corruption
Experimenting won’t harm anything butthe data
You can use faster DRAM than themotherboard recommends but won’t seean increase in performance
You can put different speeds of DRAM indifferent banks as long as they are bothfaster than the speed specified
Banks
All systems number their banks, usuallystarting at zero
All banks do not take all sizes of DRAM
Some systems require you to populatebank 0 first…most systems don’t care
Installing SIMMs
A notch on one sidewill prevent you frominstalling itincorrectly
Insert on an angle,then rotate up andsnap into place
F04-41
F04-40
What is wrong?
Installing DIMMs
Swing the side tabs away from upright
Push the DIMM down somewhat hard –the two tabs should move back intoplace
F04-42
Installing SO-DIMMs inLaptops
Remove the panel orlift the keyboard
Slide the pins intoposition, snap the SO-DIMM down into theretaining clips
Make sure the systemis off
No AC connection
Remove all batteries
F04-44
F04-43
fig3-57
Check the RAM
A halt before the RAM check couldindicate improperly installed RAM
Troubleshooting RAM
Parity errors, ECC error messages,system lockups, and page faults are afew types of memory errors
Real and phantom are the two types ofparity errors
If you get the error “Parity error at xxxxx”, writedown the address – a real parity error will occur atthe same place in memory and indicates a bad RAMstick
Real errors are errors that the chipsetsdetect from the parity chip
Phantom errors arise due to softwareproblems, heat or dust, and fluctuationsin force
NMI (non-maskable interrupt) is a typeof interruption that cannot be ignored bythe CPU…resulting in a Blue Screen ofDeath (BSoD)
Bad RAM and parity error can trigger anNMI
If you get intermittent parity errors,check out the power supply
Troubleshooting RAM
Testing RAM
Hardware RAM testing devices can beused to troubleshoot errors
An economical option is to replace theexisting sticks with new ones
MRAM
Desirable RAM characteristics are
Non-volatility
Low price
Fast speed
Low power consumption
By mid-decade a new type of RAM shouldbecome available called MRAM(Magnetoresistive Random AccessMemory)
Will use magnetism instead of electrical charges
Like videotapes, audio cassettes, and hard drives
Smaller chip size, faster, cheaper
PC